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三轴串并联激光切割机床
本激光切割是激光加工行业中一项重要的应用技术，也是激光加工中应用最多的加工方 式。我国的数控激光切割机生产，经过近20年的发展已取得了很大成就。我国的激光切割机产 品与国外先进产品相比，还有较大差距，主要表现在切割机的运行速度低，动态精度差，配套 功能不够，切割工艺参数不完善和切割断面质量不易保证等。 为了使得新型切割机床的切割效率更高，切割质量进一步提升，本项目专门开发出了一款 更加高效的软件控制系统。通过该软件来控制嵌入式运动控制器，进而控制三个伺服电机的运 动。利用机构运动学原理，推导出两个并联结构的运动变换模型。采用VC++编程语言，结合 了开放式控制系统的多层次、模块化设计方法在Windows操作系统平台上编写了控制软件。 本项目在传统激光切割机床的基础上，提出了一种新型激光切割机床的结构串并联激光切 割机床，在激光切割的过程中，可以自动合理地选择串并联杆件进行控制执行机构，使得切割 效率更高，机床振动减小。 本项目为了保证控制系统的安全可行性，对多个方面进行了研究。首先对串并联结构的插 补算法进行研究，提高了运动部件运动的合理性以及切割速度；其次，对该串并联结构进行了 干涉检验和奇异性分析，验证了该机构的可行性；再次，对在切割过程中的共边图形以及边界 等问题进行了深入研究和规划，使得图形的加工次序更加合理；最后，本系统需要根据数控G 代码进行控制，将DXF文件中的加工图案转化为G代码具有非常重要的作用，所以对DXF转G 代码的规则进行了更加深入的分析，并完成软件操作功能。
华东理工大学
2021-04-11
激光高精度参数快速综合测量仪
技术分析（创新性、先进性、独占性）
“装备制造业是一个国家的脊梁”；五轴数控机床作为高端装备的代表，是加工复杂空间曲面的唯一手段，起着不可替代的作用，成为衡量国家装备制造水平的重要标志。国家中长期科技发展规划设立了“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项。本项目面向这一国家重大需求，研制了激光高精度多误差参数的快速综合测量仪，通过误差补偿，显著提高数控机床的制造与加工精度。
创新性与先进性：
一个仪器原理创新：单根光纤耦合的五轴数控机床42项误差激光快速、直接测量仪器原理。
三个测量方法创新：单根光纤耦合的外差式激光干涉测量方法； 三直线轴21项误差一步高效测量光学方法；转轴21项综合误差快速测量光学方法。
若干发明点：直线轴6误差同时测量；光线自动精确转向；回转轴6误差同时测量；18误差敏感单元；共路光线漂移补偿；复合误差模型；系统误差分析与补偿；智能化误差补偿器。
特点：
测量参数最全。目前唯一能够直接测量获得五轴数控机床42项几何运动误差的仪器。
测量效率最高。测量数控机床三个直线轴21项几何运动误差的时间约10分钟，相比国内外各种单参数激光干涉仪，测量效率提高数十倍。
综合测量精度最高。所有误差参数测量全部为直接测量，无需解耦，无解耦误差；测量中无需更换附件，无需多次重新调整仪器，减少人工调整误差；测量时间短，大大减少环境变化对测量带来的误差。
北京交通大学
2021-05-09
透明防伪包装薄膜—透明激光全息防伪膜
该成果是原有的铝反射激光全息防伪末的升级替换品。这种薄膜结构简单，仅有信 息层和基底层两层组成。全息图像以激光全息技术拍摄并用激光雕刻和电铸手段，以光 栅条纹的形式复制到镍质金属模版上。以金属模版热压气凝胶或有机高聚物聚氨酯涂层， 形成承载全息图像的信息层，可在薄膜上再现全息图像。
同济大学
2021-04-11
在强激光场下原子隧道电离的实验
利用等强度的偏振正交的双色飞秒光场（800nm + 400nm），深入研究遂穿电子干涉的干涉动力学，提出了利用新型的“时空电子干涉仪”，探测电子在遂穿过程中获得势垒下相位，揭示电子隧穿的动力学信息。该工作利用先进的冷靶反冲离子电子动量成像谱仪（所谓COLTRIMS），清晰地测量了正交双色光场下的光子周期内干涉图案。通过与理论模拟的对比 [强场近似（SFA）,库仑修正的强场近似(CCSFA)和数值求解含时薛定谔方程（TDSE）]，揭示出了光电子势垒下相位的对干涉图案的贡献。研究结果表明势垒下相位蕴藏着的电子隧穿动力学信息，对光电子干涉和光电子全息起着不可或缺的作用。
北京大学
2021-04-11
关于纳米激光器辐射特征的研究
高性能纳米激光器，使用漏辐射显微成像技术，通过动量匹配的方法将纳米激光器的表面等离激元暗辐射耦合到远场，实现了实空间、动量空间和频谱空间的直接成像，首次揭示纳米激光器的辐射能量可以百分之百耦合到传播模式的表面等离激元。该工作确认了纳米激光器与传统激光器本质区别，为对纳米激光器进行进一步操控和应用奠定了基础。
北京大学
2021-04-11
特大型齿轮激光跟踪在位测量系统
目前，国内外主要利用三坐标测量机和齿轮测量中心进行大齿轮的测量，这种仪器可测量的齿轮最大直径不超过 5m，且价格昂贵。本项目利用激光跟踪仪的大尺寸测量和三坐标测量机的高精度测量能力， 将两者结合起来，利用激光跟踪仪进行被测齿轮和三坐标测量平台定位，利用三坐标平台完成齿轮特征 线高精度测量，研制出可测量外径Ф3000 ~ 10000mm、最小模数 6mm、精度 6-7 级及以上，具备测量齿轮几何参数、齿廓、齿向（螺旋线）、接触线、齿厚及齿面拓扑误差等功能的特大型齿轮测量系统，填 补了直径达 10m 的大型齿轮测量空白。项目获国家发明专利 14 项，软件著作权 7 项，发表论文 20 篇。
北京工业大学
2021-04-13
高功率超短脉冲激光传输光纤
高功率超短脉冲激光技术在激光精细加工和激光 3D 打印等领域表现出很大的优势，可以提供十微米以下甚至亚微米级的加工精度，市场应用前景广阔。由于高功率超短脉冲激光的脉冲宽度非常窄（工业应用通常在百飞秒至几十皮秒量级），单脉冲能量较大，峰值功率非常高，普通实芯石英光纤 受限于材料的非线性和损伤阈值低的问题，无法传输如此高功率的超短脉冲。现在大多采用空间光路 反射输出，这大大增加了系统的复杂性，限制了其应用范围。 北工大基于国家自然科学基金项目，制备了高性能的无节点空芯反谐振光纤，该光纤纤芯为空气 结构，这就避免了材料的吸收，可以大大提高光纤的损伤阈值，进而可用来传输高功率超快激光。这 种高性能无节点空芯反谐振光纤利用改装的特种光纤拉丝塔通过堆积和拉制的方法拉制而成。目前， 国际范围内仅有少数科研单位和一家法国 GLO Photonics 公司具有制备该光纤的能力，并且销售价格较高（约 20,000 元 / 米），阻碍了其工业化应用进程。
北京工业大学
2021-04-13
激光高精度参数快速综合测量仪
项目成果/简介: 技术分析（创新性、先进性、独占性） “装备制造业是一个国家的脊梁”；五轴数控机床作为高端装备的代表，是加工复杂空间曲面的唯一手段，起着不可替代的作用，成为衡量国家装备制造水平的重要标志。国家中长期科技发展规划设立了“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项。本项目面向这一国家重大需求，研制了激光高精度多误差参数的快速综
北京交通大学
2021-01-12
饱和吸收谱稳频激光器技术
01. 成果简介 高性能、小型化稳频激光器在基础科研、精密测量、计量等领域有着重要应用。饱和吸收谱稳频技术可以实现激光器频率锁定于原子、分子的特定跃迁谱线上，不仅可以保证锁定激光器输出激光相对频率的长期稳定性，而且可以实现输出激光具有很高的绝对波长准确性，因此饱和吸收谱稳频激光器可以应用于长度基准、超高精度长度测量等领域。 传统的高性能稳频激光器在实际应用中，为了获取较高的谱线信号的强度，在激光器的光路设计中，通常使用长度较长的气室，因而造成了光路占用面积和体积大、使用不方便的问题。 本项成果提供一种紧凑型饱和吸收谱稳频激光器光路设计和包含其的饱和吸收谱稳频激光器，可以在获得有效饱和吸收信号强度前提下缩短气室长度，这种设计既有利于提高有限功率输出激光器的饱和吸收谱探测效率，又可以保证激光最终输出功率，同时，可以减少饱和吸收谱稳频激光器光路占用的体积和面积，方便使用。饱和吸收谱稳频激光器光路设计图02. 应用前景 本项成果可应用于精密测量、计量领域。03. 知识产权 本项成果核心技术已申请1项国内发明专利，目前正在申请国际专利。04. 团队介绍 本项目负责人为清华大学副研究员，主要研究领域包括激光冷却镉离子微波频标、Ramsey-CPT微波原子钟、冷原子束、时间频率传输与比对、精密激光光谱等，其中基于稳频激光的精密光谱技术可以获得非常高的测量灵敏度，广泛应用于气体检测、计量、工业检测等领域。承担和参与国家自然科学基金、国家重点研发计划、973计划等项目研究。发表SCI论文20余篇，获得4项专利授权。2015年获中国计量测试学会科技进步一等奖。05. 合作方式 专利许可、合作开发。06. 联系方式 邮箱：zhangyan2017@tsinghua.edu.cn
清华大学
2021-04-13
便携式半导体激光融冰技术
1 成果简介电网覆冰给我国电力行业与社会带来了巨大损失，如何解决因绝缘子覆冰所带来的绝缘闪络问题是一个技术难题，清华大学利用半导体激光研制的便携式半导体激光融冰专利技术可实现带电非接触除冰。 图 1 便携式激光除冰装置 图 2 现场除冰图 3 透镜外形 产品参数：激光器功率 250W波长 980nm作业距离 20m-40m总重量 60kg产品优势：远距离非接触式清除覆冰电光转换效率高重量轻，体积小模块式，易携带项目特点：世界第一台便携式激光融冰装置、拥有相关专利便携式、非接触式操作、带电作业适用于绝缘子和重要设备融冰作业2 应用说明可应用于重要电力设备的带电融冰作业和高压输电回路的绝缘子带电融冰作业。3 效益分析4 合作方式商谈。5 所属行业领域先进制造。
清华大学
2021-04-13